Ученые из Токийского института естественных наук провели испытания новых материалов для термоядерных реакторов. Их главная цель — создание прочных и устойчивых к коррозии сплавов, которые способны выдерживать экстремальные температуры и агрессивные условия внутри термоядерного одеяла.

Исследователи сосредоточились на сплавах железа, хрома и алюминия, дисперсионно-упрочненных оксидами, таких как SP10 и NF12. Эти материалы отличаются высокой термостойкостью и способностью образовывать защитные слои оксида алюминия (Al₂O₃), которые предотвращают коррозию. Испытания проводились в лаборатории при температуре в 600 , что соответствует реальным условиям в системах охлаждения термоядерных реакторов. Для этого использовались статические и динамические эксперименты с высококоррозионными жидкометаллическими теплоносителями на основе лития и сплавов литий-свинец (LiPb).

Как работают сплавы ODS

Дисперсионно-упрочненные оксидами материалы представляют собой металлы с равномерно распределенными мелкими оксидными частицами. Эти фрагменты обладают усиленной кристаллической структурой, что делает его невероятно прочным и устойчивым к высоким температурам. Это позволит компонентам, используемым в термоядерных реакторах, сохранять свою целостность даже под воздействием высоких термических и механических нагрузок.

Источник: Unsplash

В ходе экспериментов защитный слой Al₂O₃, изначально сформированный на поверхности сплавов, взаимодействовал с литием, превращаясь в новое покрытие. Оно оказалось устойчивым к отслаиванию и надежно защитило сплавы от коррозии.

Даже в тех случаях, когда материалы не были предварительно окислены, они самостоятельно формировали защитные слои под воздействием агрессивной среды. Это открытие говорит о том, что компоненты способны работать дольше, чем ожидалось, без дополнительной обработки.

Новые сплавы значительно увеличат срок службы компонентов термоядерных реакторов. Это снизит затраты на обслуживание и сделает эксплуатацию таких установок более безопасной и эффективной.
Масатоши Кондо
ведущий исследователь проекта

Поверхность внутри ядерного реактора токамак.

Новые сплавы уже готовятся к внедрению в разработку следующего поколения термоядерных реакторов. Ученые надеются, что их открытия ускорят переход к более чистым источникам энергии, которые заменят традиционные ископаемые топлива.

Читайте также нашу статью о созданных учеными материалах, устойчивых к экстремальному холоду.

HI-TECH@Mail.Ru прочитано 989 раз